DE10037793A1 - Magnetventil, insbesondere Druckregelventil - Google Patents
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Abstract
Bei Magnetventilen dient ein durch einen Magnetanker verschiebbarer Stößel als Schließelement eines Ventils. Der Magnetanker trennt zwei Ankerräume voneinander, die über einen durch den Magnetanker und den Stößel sich erstreckenden Kanal miteinander verbunden sind. Dadurch werden Ablagerungen von Schmutzpartikeln, welche die Funktionsfähigkeit des Magnetventils beeinträchtigen könnten, vermieden. DOLLAR A Um eine optimale Funktion des Ventils zu gewährleisten, hat der Stößel einen kleineren Querschnitt als die mit ihm zusammenwirkenden Kolbenflächen. Er weist einen Hydraulikraum auf, der mit einem Arbeitsanschluß und einem Druckanschluß verbunden werden kann. Mit einem kleinen Magneten können große Querschnittsflächen am Schieber gesteuert werden, ohne daß eine Vorsteuerung mit Steuerölverlusten erforderlich ist. DOLLAR A Das Magnetventil kann bei Automatikgetrieben oder CVT-Getrieben eingesetzt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere ein Druckregel
ventil, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem bekannten Magnetventil ist im Magnetanker ein Stößel be
festigt, der als Schließelement des Ventils ausgebildet ist und den
Durchfluß von einem an eine Druckmittelquelle angeschlossenen
Druckanschluß zu einem mit einem Tank bzw. Niederdruckraum ver
bundenen. Anschluß steuert. Der Magnetanker trennt zwei Ankerräu
me voneinander, die über einen durch den Magnetanker und den
Stößel sich erstreckenden Kanal miteinander verbunden sind. Da
durch werden Ablagerungen von Schmutzpartikeln, die die Funktions
fähigkeit des Magnetventils beeinträchtigen könnten, vermieden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Ma
gnetventil so auszubilden, daß eine optimale Funktion des Ventils
gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Magnetventil erfindungs
gemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 ge
löst.
Beim erfindungsgemäßen Magnetventil können mit einem verhältnis
mäßig kleinen Magneten große Querschnittsflächen am Schieber ge
steuert werden, ohne daß eine Vorsteuerung mit Steuerölverlusten
erforderlich ist. Der Hydraulikraum des Schiebers ist mit dem Arbeits
anschluß verbunden. Wird das Magnetventil bestromt, wird der
Schieber über den Magnetanker und den Stößel so verschoben, daß
der Arbeitsanschluß mit dem Druckanschluß verbunden wird. Das er
findungsgemäße Magnetventil kann vorzugsweise bei Automatikge
trieben oder CVT-Getrieben eingesetzt werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An
sprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus
führungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt
durch ein erfindungsgemäßes Magnetventil.
Das Magnetventil hat ein kappenförmiges Gehäuse 1, in dem ein Ma
gnetanker 2 verschiebbar ist. Der Magnetanker 2 wird von einer im
Gehäuse 1 untergebrachten Spule 3 umgeben. In einer zentralen
Bohrung 4 des Magnetankers 2 ist eine Buchse 5 befestigt, die an
ihrem dem Boden 6 des Gehäuses 1 zugewandten Ende offen ist. Die
Buchse 5 ragt axial über den Magnetanker 2 durch eine Bohrung 7 in
einem Magnetjoch 8.
Das Magnetjoch 8 weist eine zentrale Vertiefung 9 auf, in die der
Magnetanker 2 mit seinem einen Ende ragt. Am gegenüberliegenden
Ende ist der Magnetanker 2 mit einer Vertiefung 10 versehen, die ei
ne Druckfeder 11 aufnimmt. Sie stützt sich mit einem Ende am Boden
12 der Vertiefung 10 und mit ihrem anderen Ende auf dem Boden ei
ner napfförmigen Isolierung 13 ab. Sie trennt den Magnetanker 2 von
der Spule 3.
Auf dem in die Vertiefung 9 des Magnetjoches 8 ragenden Ende des
Magnetankers 2 sitzt eine Dichtung 14, die die Buchse 5 umgibt und
die bei verschobenem Magnetanker 2 dichtend am Boden 15 der Ver
tiefung 9 des Magnetjoches 8 anliegt.
Das Magnetjoch 8 ist an seiner vom Magnetanker 2 abgewandten
Stirnseite mit einer Vertiefung 16 versehen, in welche die Buchse 5
ragt. Ihr in dieser Vertiefung 16 liegendes Ende ist geschlossen. Be
nachbart zu diesem Ende ist die Buchse 5 mit mindestens einer
Querbohrung 17 versehen, die die Vertiefung 16 mit dem Innenraum
18 der Buchse 5 verbindet.
An der Stirnseite der Buchse 5 liegt ein Stößel 19 an, der auf der
Stirnseite der Buchse 5 befestigt sein kann. Es ist aber auch möglich,
daß der Stößel 19 lediglich unter der Kraft einer Druckfeder 20 stirn
seitig an der Buchse 5 anliegt. Der Stößel 19 ist in einer Bohrung 21
eines Gehäuseteiles 22 geführt. Der Stößel 19 weist umfangsseitig
eine Ringnut 23 auf, die mit einem den Gehäuseteil 22 durchsetzen
den Kanal 24 in Verbindung steht. Über diesen Kanal 24 wird die
Ringnut 23 mit einem Ringraum 25 leitungsverbunden, der den Ge
häuseteil 22 umgibt und der mit dem Tank verbunden ist.
Der Gehäuseteil 22 weist auf seiner dem Magnetjoch 8 zugewandten
Stirnseite eine flache Vertiefung 26 auf, die über einen weiteren, den
Gehäuseteil 22 durchsetzenden Kanal 27 mit dem Ringraum 25 lei
tungsverbunden ist.
Der über wenigstens eine Ringdichtung 28 in der Bohrung 21 abge
dichtet geführte Stößel 19 ist mit einem Hohlkolben 29 verbunden.
Der Stößel 19 kann am Hohlkolben 29 anliegen oder fest mit ihm ver
bunden sein. Der Hohlkolben 29 bildet einen Schieber, der abgedich
tet in einer Bohrung 30 eines Ansatzes 31 des Gehäuseteiles 22 ver
schiebbar geführt ist. Mit dem Ansatz 31 wird das Magnetventil in ei
ne (nicht dargestellte) Bohrung eines Bauteiles eingesetzt, in dem
der Ansatz 31 über zwei mit axialem Abstand angeordnete Ringdich
tungen 32, 33 abgedichtet sitzt.
An dem vom Stößel 19 abgewandten Ende greift das eine Ende der
Druckfeder 20 an, die sich mit ihrem anderen Ende an einem in den
Ansatz 31 eingesetzten Abschlußelement 34 abstützt. Es sitzt fest im
Ansatz 31 und hat eine zentrale Öffnung 35.
Der Hohlkolben 29 begrenzt mit seiner stößelseitigen Stirnseite 36
einen Hydraulikraum 37, der am gegenüberliegenden Ende durch den
Boden 38 der Bohrung 30 begrenzt wird. Der Hydraulikraum 37 wird
vom Stößel 19 zentral durchsetzt, der kleineren Querschnitt hat als
der Hohlkolben 29 am stößelseitigen Ende. Der Hydraulikraum 37 ist
durch wenigstens eine axiale Bohrung 39 mit dem Innenraum 40 des
Hohlkolbens 29 verbunden. Mit Abstand von der Stirnseite 36 ist der
Innenraum 40 des Hohlkolbens 29 mit einer außenseitigen Ringnut
42 verbunden.
Der Gehäuseansatz 31 hat einen radialen Druckanschluß P, der bei
nicht erregtem Magneten durch den Hohlkolben 29 geschlossen ist.
Wird der Elektromagnet bestromt, wird der Magnetanker 2 gegen die
Kraft der Druckfeder 20 axial verschoben. Der Magnetanker 2 ver
schiebt über die Buchse 5 und den Stößel 19 den Hohlkolben 29. Die
Ringnut 42 wird dadurch mit dem Druckanschluß P verbunden, so
daß das unter Druck stehende Hydraulikmedium über die Querboh
rungen 41 in den Innenraum 40 des Hohlkolbens 29 gelangen kann.
Von dort strömt das Hydraulikmedium über die Öffnung 35 im Ab
schlußelement 34 zum Arbeitsanschluß A und damit zum entspre
chenden Verbraucher.
Der Gehäuseraum 9 ist über die Buchse 5 und den Magnetanker 2
mit einem Ankerraum 43 leitungsverbunden. Am stirnseitigen A-
Anschluß wirkt der Regeldruck. Je nach Stellung des Hohlkolbens 29
bei bestromtem Elektromagneten wird der Druckanschluß P mehr
oder weniger weit geöffnet. Im Magnetbereich ist der T-Anschluß, der
mit dem Ringraum 25 verbunden ist.
Der Hydraulikraum 37 ist mit dem am A-Anschluß wirkenden Druck
beaufschlagt, da er über die Bohrung 39 und den Innenraum 40 des
Hohlkolbens 29 mit dem Arbeitsanschluß A verbunden ist. Dadurch
wirkt im Endeffekt nur auf die Fläche des Stößels 19 der Regeldruck,
der mit der Magnetkraft des Magnetteils 44 des Magnetventils vergli
chen wird. Die Übersetzung auf die wesentlich größere Stirnfläche 36
des Hohlkolbens 29 dient dazu, eine Ölvolumenkontrolle durch den
Hohlkolben 12 zu erzielen. Die Strömungskräfte am Hohlkolben 29
werden, über den Magnetteil 44 und die Druckbiegefläche vom Stößel
19 aufgenommen. Das Magnetventil ist als Druckregelventil ausgebil
det, bei dem der Hohlkolben 29 den Regeldruck am Arbeitsanschluß
A über die Steuerkanten am Druckanschluß P bzw. am Tankanschluß
T zum Innenraum 40 des Hohlkolbens 29 steuert. Die beiden Druck
federn 11, 20 dienen dazu, den Hohlkolben 29 und den Magnetanker
2 vorzuspannen, um den Totbereich der Druck-Stromstärke-Kennlinie
des Magnetventils möglichst klein zu halten.
Der am Arbeitsanschluß A anstehende Hydraulikdruck wird aufgrund
der unterschiedlichen, vom Hydraulikmedium beaufschlagten Flächen
am Hohlkolben 29 und am Stößel 19 im Hydraulikraum 37 über die
Wiegefläche des Stößels geregelt. Über den Kanal 27 ist der Ring
raum 25 mit dem Hydraulikraum 16 verbunden. Der Ringraum 25 ist
über den Tankanschluß T mit dem Tank leitungsverbunden. Der Stö
ßel 19 ist außerdem zwischen der hydraulischen Hauptstufe und dem
Magnetteil 44 durch den Kanal 44 entkoppelt, der den Ringkanal 23
des Stößels 19 mit dem Ringraum 25 verbindet. Dadurch werden
Schmutzpartikel, die aus dem Hauptsteuerbereich mit dem Hohlkol
ben 29 in den Magnetbereich kommen, über diesen Kanal 24 in den
Ringraum 25 und damit zum Tank T zurückgeführt. Der Druckabfall
über dem Stößel 19 vom Arbeitsanschluß A zum Magnetteil 44 hin
wird darum über diesen Kanal 24 herabgesetzt.
Im übrigen ist der Magnetteil 44 des Magnetventils einwandfrei flui
disch gekapselt.
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung können mit einem relativ
kleinen Magneten große Querschnittsflächen am Hohlkolben 29 ge
steuert werden, ohne daß eine echte Vorsteuerung mit Steuerölverlu
sten vorgesehen ist. Das Magnetventil ermöglicht große gesteuerte
Mengen, ohne daß die Gefahr einer Verschmutzung auftritt. Das Ma
gnetventil kann hervorragend im Automatik- oder CVT-Getriebe ein
gesetzt werden. Der Magnetteil 45 des Magnetventils ist als Haupt
stufe in das Magnetventil integriert.
Der Ausgleich der Flüssigkeitsvolumina zwischen den beiden Hydrau
likräumen 16 und 43 beim Schalten des Magnetventils erfolgt da
durch, daß das Hydraulikmedium über die Querbohrung 17 und den
Innenraum 18 der Buchse 5 hin- und herbewegt wird. Da der Innen
raum 18 der Buchse 5 und der anschließende Bereich der Bohrung 4
im Magnetanker 2 verhältnismäßig lang sind, können Schmutzteil
chen zuverlässig aufgefangen werden, so daß sie nicht zu einer
Funktionsstörung des Magnetventils stören können.
Claims (11)
1. Magnetventil, insbesondere Druckregelventil, mit einem Magnet
anker, mit dem über einen Stößel ein Schieber gegen eine Ge
genkraft verschiebbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (19) kleineren Quer
schnitt hat als die mit ihm zusammenwirkende Kolbenfläche (36)
des Schiebers (29), der wenigstens einen Hydraulikraum (40)
aufweist, der mit wenigstens einem Arbeitsanschluß (A) verbun
den und mit einem Druckanschluß (P) verbindbar ist.
2. Magnetventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (19) mit einer Buchse
(5) zusammenwirkt, die mit dem Magnetanker (2) verbunden ist.
3. Magnetventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet; daß die Buchse (5) in einen ventilseiti
gen Ankerraum (16, 26) ragt.
4. Magnetventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der ventilseitige Ankerraum (16,
26) mit einem magnetseitigen Ankerraum (43) verbunden ist.
5. Magnetventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ankerräume (16, 43)
durch wenigstens eine Bohrung (4, 18) im Magnetanker (2) und
in der Buchse (5) miteinander verbunden sind.
6. Magnetventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der ventilseitige Ankerraum (16,
26) durch wenigstens einen Kanal (27) mit einem mit dem Tank
verbundenen Ringraum (25) verbunden ist.
7. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß eine den Stößel (19) aufnehmende
Bohrung (21) im Bereich zwischen einem Magnetteil (44) und ei
nem Ventilteil (45) des Magnetventils über wenigstens einen Ka
nal. (24) mit dem Ringraum (25) verbunden ist.
8. Magnetventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (19) eine Ringnut (23)
aufweist, in die der Kanal (24) mündet.
9. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsanschluß (A) in der
Achse des Schiebers (29) angeordnet ist.
10. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanschluß (P) radial zur
Achse des Schiebers (29) liegt.
11. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (29), der Stößel (19)
die Buchse (5) und der Magnetanker (2) koaxial zueinander lie
gen.
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